CN1175386C - 触感式柔性矩阵显示屏 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于数据采集及彩色显示的触感式矩阵显示屏(10)，它包括确定多个图象单元及多个采集单元的多个碳纳米管(14，16，18，20)。根据本发明，它由一个点矩阵(26)构成，每个点包括一个图象单元及一个采集单元，每个图象单元由至少三个彼此平行的纳米管的端部组成，及每个纳米管以三个基本彩色(14，16，18)中的一个发光，采集单元由至少一个第四纳米管(20)的端部构成。
Description
技术领域
本发明涉及触感式矩阵显示屏，更具体地，涉及使用多个纳米管(nanotube)作成的这种显示屏。
背景技术
传统上，在信息技术领域中，数据的采集是借助于键盘或鼠标类型的外围设备来实现的，而其显示是借助于阴极射线管或液晶或等离子类型的显示器来实现的。
阴极射线管既笨重又体积大，并对使用者发射很强的有害射线。液晶显示器或等离子显示器体积可很小，但它们非常脆弱及不能发出很强的亮度。此外，用于现场的平面显示器非常昂贵，因为需要大量的手工制作。
通常，采集数据的机构与信息装置一般是分开的，这与信息装置一起导致了执行采集的手和执行控制的视觉之间的分开，这与纸上信息的跟踪相反，在那里手和眼睛同时工作在同一地点。
为了克服这个缺点，有人开发出触感式显示器，它允许使用手指或尖物在一个屏上触动以控制一个计算机。但是，这种系统仍笨重及不能有很好的分辨率，例如当借助一个笔尖采集一个图形或文字时就是如此。此外，一些平面显示器不能承受由手指或笔尖施加的局部压力，甚至是很小的压力。
发明内容
本发明旨在通过确立一种轻的触感式柔性矩阵显示器来克服上述缺点，以允许精确的数据采集。
本发明使用了多个纳米管(nanotube)。
如大家所知道的，纳米管是由空心圆柱形同心布置的碳纸作成的管，它是由Sumio lijima在1991年公开的。作为回忆，纳米管是仅由碳组成的聚合物及为周期性单向晶体。
已有多个出版物涉及到纳米管的制造。例如，可参考：杂志LARECHERCHE(“研究”)1998年3月第307期，杂志SCIENCE(“科学”)1998年11月6日第282卷，或文献WO-A-97/19208。同样，还可参考互联网上以下网址中关于纳米管制造及应用的主题，即前缀均为
http：//www.的：archipress.Org，cerca.umontreal.ca/science，research.ibm.com/topics，amsci.org/amsci/articles，等。
本发明就是在这种背景下作出的并能改善传统的显示屏的有限性能，因而，可显著地但不是专一地促进家用及职业信息技术的更好应用。
本发明的主要目的是确定一种没有以上缺点的触感式矩阵显示屏。
本发明的另一目的是确定这样一种触感式矩阵显示屏，它具有很小的厚度并有柔性且不脆弱。
根据本发明，这些目的是通过一种用于数据采集及彩色显示的触感式矩阵显示屏来实现的，它包括确定多个图象单元及多个采集单元的多个碳纳米管。
根据本发明，该触感式矩阵显示屏由一个点矩阵构成，每个点包括一个图象单元及一个采集单元，每个图象单元由至少三个彼此平行的纳米管的端部组成及每个纳米管以三个基本彩色中的一个发光，采集单元由至少一个第四纳米管的端部构成。
有利地，每个点至少由多个纳米管的端部组成，其中至少有四个能有效地工作。
最好，每个点的纳米管借助一种填充材料被隔开并被保持在其位置上，该填充材料例如由多个无效的纳米管组成。
优选地，每个图象单元包括多重分别并联连接的三个有效纳米管。
同样优选地，每个图象单元的每个有效纳米管的端部被一个基本彩色的荧光粉覆盖。
附图说明
当阅读了以下对以非限制形式给出的优选实施例的说明后，将会很好地理解本发明，并将使本发明的其它目的、优点及特征变得更加清楚，其中给出了一些附图，它们为：
图1是根据本发明的触感式矩阵显示屏的部分概要表示的顶视图；
图2是根据本发明第一实施例的图1中显示屏的截面图；及
图3是根据本发明第二实施例的图1中显示屏的截面图。
具体实施方式
现在将参照附图，这些附图仅是说明性的，主要因为它们没有按照比例。实际上，纳米管的直径为二十毫微米(20×10-9m)数量级，而显示屏一个点的基本间距为0.2毫米(200×10-6m)数量级。
在图1上部分及概要地表示了一个顶视图，即由使用者看到的、根据本发明的显示屏10的一个角部分的图。该显示屏10包括大量的点12，其形状实质为每边约200μm的方形，但不一定如此。
每个点12包括一个图象单元及一个采集单元。
图象单元由至少一组三个彼此平行的不同纳米管14，16，18组成，及每个纳米管以电视或信息装置的显示屏中使用的三个基本彩色、即红，绿及兰中的一个色发光。
为了增加显示屏的亮度，在同一点12中并以同一颜色发光的多个纳米管彼此并联地电连接。在此情况下，每个点12的每个图象单元包括多重分别并联的三个有效纳米管。
采集单元由第四个纳米管20组成，具有与场效应晶体管漏极相同的功能。
以实际及有利的方式，纳米管的非表面端可被捆扎并聚集到一个收集器22中及连接在一个连接器形式的插座24上，它用于构成控制机构及检测机构的中心单元(图中未示出)。
每个点的有效纳米管14，16，18，20借助一种填充材料26相隔开并保持在其位置上。该填充材料26可有利地由多个非有效的纳米管和/或其它的毫微粒子、如碳粒子组成。
根据图2中以图1中矩阵显示屏的一个截面表示的第一实施例，其中仅示出两个纳米管14及16，这些纳米管14，16被弯成肘形，以便形成一捆纳米管，它们的另一端被连接到一个中心单元。
一个辉光膜30从使用者观看方向放置到点12上，主要用于保护后者，而在其对立面上施加一个保护布层32。
根据图3中亦以图1中显示屏的一个概要截面表示的第二实施例，纳米管14，16，14’，16’等彼此平行地布置且不被弯曲。电导体34，34’被连接到每个纳米管14，16上，以便在纳米管不被看到的端部施加所需电压。这些导体通过收集器22被集中地连接到连接器24上。
一个保护布层32被粘在显示屏10看不到的下表面的导体34，34’的外层上。
有效纳米管14，16等的每个可见端部被覆盖着一层荧光粉36，36’，它们如上所述地以三个基本彩色中的一种发光。
一个实际透明的塑料膜30覆盖在显示屏上。该膜在朝着纳米管的一端上是绝缘的。该膜是一个导电膜，它被连接到一个参考电位、如地38上，以构成一个相对多个由图象单元的纳米管组成的阴极的阳极。
最好，纳米管14，16等直接地形成在一层碳纤维织物层上或该层中，该层在图3中用标记40表示，这是由于该层接着起到保持这些纳米管的作用。
如本领域技术人员可理解的，由此我们就获得了具有上述优点的触感式矩阵显示屏10。这样一种显示屏容易以各种尺寸实施，例如用于信号显示屏或广告屏，或用于钟表显示器或用于固定在可具有自供电光电池的芯片卡类型的塑料卡上的显示器。
这种显示屏不脆弱，它还具有柔性，因此可以在运输时被卷起来。此外，用于其工作所需的电功率小，这允许它使用在更不利的环境中。
这种触感式矩阵显示屏的一个特别的优点是，可以作为一块板来使用，例如用来放置平面图或文件纸，并能借助一个笔尖或指尖简单地跟随图线、非常简单地获得该平面图上的信息的采集。
虽然对被认为是本发明当前最佳实施例的方案作出了图解及描述，但显然，本技术领域的技术人员在不偏离附设权利要求书所限定的本发明范围的情况下可作出各种变化及修改。
显然，使用这种触感式矩阵显示屏绝不会妨碍用传统的装置如键盘，鼠标或操纵杆来采集数据。
Claims (12)
1.一种用于数据采集及彩色显示的触感式矩阵显示屏(10)，其特征在于：
该触感式矩阵显示屏由一个点矩阵(26)构成，每个点包括一个图象单元及一个采集单元，每个图象单元由至少三个彼此平行的碳纳米管的端部组成，及每个碳纳米管以三个基本彩色(14，16，18)中的一个发光，采集单元由至少一个第四碳纳米管(20)的端部构成。
2.根据权利要求1的矩阵显示屏，其特征在于：每个点(12)由多个碳纳米管的端部组成，其中至少有四个(14，16，18，20)能有效地工作。
3.根据权利要求1或2的矩阵显示屏，其特征在于：每个点(12)的碳纳米管借助一种填充材料(26)被隔开并被保持在其位置上。
4.根据权利要求2的矩阵显示屏，其特征在于：该填充材料(26)由多个无效的碳纳米管组成。
5.根据权利要求1至4中任一项的矩阵显示屏，其特征在于：每个图象单元包括多重分别并联连接的三个有效碳纳米管(14，16，18)。
6.根据以上权利要求中任一项的矩阵显示屏，其特征在于：每个图象单元的每个有效碳纳米管的端部被一个基本彩色的荧光粉(36，36’)覆盖。
7.根据以上权利要求中任一项的矩阵显示屏，其特征在于：所述碳纳米管(14，16，18，20)被弯成肘形，以便形成一捆碳纳米管，它们的另一端被连接到一个中心单元，该中心单元包括用于构成图象单元的碳纳米管的控制机构及用于构成采集单元的碳纳米管的检测机构。
8.根据以上权利要求中任一项的矩阵显示屏，其特征在于：所述碳纳米管(14，16，18，20)不被弯曲并彼此平行，所述点的远端被连接到一个中心单元，该中心单元包括用于构成图象单元的碳纳米管的控制机构及用于构成采集单元的碳纳米管的检测机构。
9.根据以上权利要求中任一项的矩阵显示屏，其特征在于：由所述点(12)构成的壁被一个透明塑料膜(30)覆盖。
10.根据权利要求9的矩阵显示屏，其特征在于：所述塑料膜(30)是一个导电膜，它相对于多个形成图象单元(14，16，18)的碳纳米管的阴极的相应端部形成多个阳极，并与这些端部相绝缘。
11.根据权利要求9或10的矩阵显示屏，其特征在于：所述塑料膜(30)是辉光膜。
12.根据以上权利要求中任一项的矩阵显示屏，其特征在于：碳纳米管(14，16，18，20)形成在一层碳纤维织物层(40)上。
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